Tecnologia amplia armazenamento de energia solar em comunidade de Barcarena

Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores da Universidade Federal do Pará (UFPA) permite ampliar o armazenamento de energia solar sem trocar toda a estrutura elétrica que já existe. Na prática, a solução permite instalar baterias de lítio disponíveis no mercado em sistemas solares já em funcionamento, aumentando a quantidade de energia que pode ser guardada para uso nos períodos em que não há geração solar. Isso significa mais tempo de fornecimento de energia, menor dependência de geradores e redução dos custos de implantação, já que não é necessário substituir a infraestrutura existente para aumentar a capacidade do sistema. Na Ilha das Onças, em Barcarena, a solução já integra uma pequena rede elétrica que atende 11 residências e uma igreja.

A tecnologia também facilita a expansão das microrredes conforme a demanda das comunidades cresce. A energia gerada pelos painéis solares é utilizada para iluminação e para o funcionamento de refrigeradores, televisores, bombas de água e motores empregados no processamento de polpas de frutas. Parte da energia gerada durante o dia é armazenada nas baterias para ser utilizada à noite ou nos períodos de menor incidência de luz solar. O projeto é realizado como parte da pesquisa de doutorado do pós-graduando em Engenharia Elétrica Lucas dos Santos, do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (Gedae) da UFPA.

O projeto, que recebeu patente do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), utiliza dois equipamentos responsáveis por controlar o carregamento e o fornecimento de energia. Um deles é conectado aos painéis solares e às baterias de lítio de 48 volts. O outro faz a ligação das baterias com a rede de 24 volts responsável pela distribuição de energia à comunidade.

Impacto no dia a dia

Com a energia gerada pelos painéis solares, é possível utilizar eletrodomésticos comuns do dia a dia, como geladeira, televisão, computadores, bombas de água e motores empregados no processamento de polpas de frutas. O sistema também garante a refrigeração de pescados e outros alimentos, além de viabilizar o uso de equipamentos de comunicação e outras estruturas essenciais às atividades das comunidades.

“A patente que desenvolvemos tem o objetivo de adicionar baterias de lítio de 48 volts, que são o padrão do mercado, a uma rede de corrente contínua de 24 volts já existente. O objetivo era conseguir implementar essas baterias de uma forma simples, que não onerasse muito o custo das instalações existentes e permitisse incorporar baterias com uma tecnologia melhor”, relata Lucas.

Alternativa

A tecnologia foi criada como alternativa a equipamentos comerciais de conversão de energia de maior capacidade, que têm custo mais elevado e são mais difíceis de obter no mercado nacional. Sobre o processo de idealização da solução, o pesquisador explica: “A gente partiu do conhecimento dos equipamentos com os quais já trabalhava no laboratório e da forma de operação que precisava obter. A partir disso, começamos a fazer os testes para criar o protótipo, utilizando equipamentos fáceis de conseguir, relativamente baratos, robustos e de fácil acesso”, pontua o pesquisador

Sistema

A configuração permite incorporar as novas baterias à estrutura já existente, sem a necessidade de substituir a instalação ou modificar a tensão da rede. O sistema também pode ser programado para determinar os momentos de liberação da energia armazenada, levando em consideração a quantidade disponível nas baterias e o consumo da comunidade.

“Nosso objetivo era aplicar essa tecnologia às redes que atendem comunidades próximas de Belém, mas que ainda não tinham acesso a um recurso energético adequado, que é importante para todos que vivem nesses locais. Então, buscamos desenvolver uma forma simples, prática e robusta de inserir essas baterias, que são muito melhores do que as utilizadas atualmente”, relata Lucas.

Abastecimento

O sistema contribui para manter o abastecimento de água, a conservação de alimentos e as atividades domésticas e até mesmo econômicas. A energia também pode ser empregada no funcionamento de pequenos empreendimentos e na operação de ferramentas utilizadas nas atividades de trabalho. O sistema ainda possibilita a recarga de pequenas embarcações elétricas destinadas aos deslocamentos dentro das comunidades.

“Eles não tinham energia e utilizavam apenas o modo tradicional, que era o gerador a diesel, que funcionava algumas horas por dia. O projeto começou com a inserção dessas mini redes em algumas casas e, em seguida, mais residências foram incluídas”, conta o pesquisador.

O uso de componentes disponíveis no mercado facilita a compra de peças, a manutenção e a instalação da solução em outras localidades, como relata o pesquisador. A invenção proposta é adequada para redes de tensão não reguladas, uma vez que os conversores convencionais com saída regulada não operam adequadamente nesse tipo de rede.

“A gente viu a necessidade de utilizar baterias melhores na rede. Estávamos trabalhando, há algum tempo, com baterias de chumbo-ácido, que já estavam desgastadas, e percebeu que elas não estavam suprindo adequadamente a rede naquele momento. Então, chegamos a um período em que precisávamos fazer a troca desses armazenadores e vimos a possibilidade de inserir baterias de lítio, que começaram a chegar ao mercado. A forma de aquisição desses equipamentos, por eles já estarem disponíveis no mercado, é muito mais fácil”, observa.